《模拟电子电路》课程PPT教学课件：第三章 场效应管及其基本电路

第3意,场效应管及其基本电路 第3章场效应管及其基本电路 3-1结型场效应管 3-2绝缘栅场效应管(GFET 3-3场效应管的参数和小信号模型 3-4场效应管放大器 Back

第3章 场效应管及其基本电路 第3章 场效应管及其基本电路 3―1 结型场效应管 3―2 绝缘栅场效应管(IGFET) 3―3 场效应管的参数和小信号模型 3―4 场效应管放大器

第3意,场效应管及其基本电路 JFET利用PN结反向电压对耗尽层厚度的 控制来改变导电沟道的宽度,从而 控制漏极电流的大小。 绝缘栅极场效应管利用栅源电压的 IGFET大小来改变半导体表面感生电荷的 多少,从而控制漏极电流的大小

第3章 场效应管及其基本电路 JFET 利用PN结反向电压对耗尽层厚度的 控制来改变导电沟道的宽度，从而 控制漏极电流的大小。 IGFET 绝缘栅极场效应管利用栅源电压的 大小来改变半导体表面感生电荷的 多少，从而控制漏极电流的大小

第3意,场效应管及其基本电路 3-1结型场效应管 3-1—1结型场效应管的结构及工作原理 结型场效应管( Junction FieldEffecttransistor)简称 JFET,有N沟道JFET和P沟道JET之分。图3-1给出 了JFET的结构示意图及其表示符号

第3章 场效应管及其基本电路 3―1结型场效应管 3―1―1结型场效应管的结构及工作原理 结型场效应管(JunctionFieldEffectTransistor) 简称 JFET，有N沟道JFET和P沟道JFET之分。图3―1给出 了JFET的结构示意图及其表示符号

第3意,场效应管及基基本电路 型 沟 道 P型沟道 图3—1结型场效应管的结构示意图及其表示符号 (a)N沟道JET;(b)P沟道JFET

第3章 场效应管及其基本电路 (b) D S G P 型 沟 道 N N D G S (a) D S G N 型 沟 道 P P D G S 图3―1 (a)N沟道JFET；(b)P沟道JFET

第3意,场效应管及其基本电路 b=bs(最大) D D b减小 =0 G P S S 图3-2栅源电压UGs对沟道及l的控制作用示意图 (a)Uos=0,沟道最宽,最大; (b)UGs负压增大,沟道变窄,b减小; (c)Uos负压进一步增大,沟道夹断,lb=0

第3章 场效应管及其基本电路 图3―2栅源电压UGS对沟道及ID (a) UGS =0，沟道最宽，ID最大； (b) UGS负压增大，沟道变窄，ID减小； (c) UGS负压进一步增大，沟道夹断，ID =0 D S (c) P P UDS UGS I D D ＝0 S (b) P P UDS I D 减 小 UGS N D G S (a) P P UDS I D ＝I DSS(最 大)

第3意,场效应管及其基本电路 3-1—2结型场效应管的特性曲线 一、转移特性曲线 转移特性曲线表达在UD一定时,栅源电压us对 漏极电流i的控制作用,即 ip=fqugs (3-1) 理论分析和实测结果表明,i与gs符合平方律关系, GS DSS (3-2) GOff

第3章 场效应管及其基本电路 3―1―2结型场效应管的特性曲线 一、转移特性曲线 转移特性曲线表达在UDS一定时，栅源电压uGS对 漏极电流iD的控制作用，即 D uGS u DS C i f = = ( ) (3―1) 理论分析和实测结果表明，iD与uGS符合平方律关系， 即 2 (1 ) GSoff GS D DSS U u i = I − (3―2)

第3意,场效应管及其基本电路 式中: DSS 饱和电流,表示s=0时的i值; GOff 夹断电压,表示ls=Us时i为零 转移特性曲线如图3-3(a所示。 为了使输入阻抗大(不允许出现栅流i),也为了使 栅源电压对沟道宽度及漏极电流有效地进行控制,PN 结一定要反偏,所以在N沟道JET中,ls必须为负值

第3章 场效应管及其基本电路 式中：IDSS——饱和电流，表示uGS =0时的iD值； UGSoff——夹断电压，表示uGS =UGSoff时iD为零。 转移特性曲线如图3―3(a)所示。 为了使输入阻抗大(不允许出现栅流iG)，也为了使 栅源电压对沟道宽度及漏极电流有效地进行控制，PN 结一定要反偏，所以在N沟道JFET中，uGS必须为负值

第3意,场效应管及其基本电路 /mA DSS 2-10 /V GS off 图3-3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线;(b)输出特性曲线

第3章 场效应管及其基本电路 图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线 u GS －3 －2 －1 0 /V 1 2 3 4 I 5 DSS UGSoff i D /mA (a)

第3,场效应管及基基本电路 /mA 变(D=(Gs-(sor G 电 GOV N型沟道 阻 恒 0.5V 击穿区 流 IV 区 1.5V 2V GOff 10 20 截止区 (b) 图3-3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线;(b)输出特性曲线

第3章 场效应管及其基本电路 图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线 1 2 3 4 i D /mA 0 10 20 u DS /V 可 变 电 阻 区 恒 截止区 －2V －1.5V －1V UDS＝UGS －UGSoff 5 15 流 区 击 穿 区 UGS＝0V (b) UGSoff － 0.5V

第3意,场效应管及其基本电路 输出特性曲线 输出特性曲线表达以Us为参变量时i与lbs的关系。 如图3—-3(b)所示,根据特性曲线的各部分特征,我们 将其分为四个区域: 1恒流区 恒流区相当于双极型晶体管的放大区。其主要特 征为 1)当UGsm<UGs0时,ls变化,曲线平移,b与 ls符合平方律关系,us对的控制能力很强

第3章 场效应管及其基本电路 二、输出特性曲线 输出特性曲线表达以UGS为参变量时iD与uDS的关系。 如图3―3(b)所示，根据特性曲线的各部分特征，我们 将其分为四个区域： 1.恒流区 恒流区相当于双极型晶体管的放大区。其主要特 征为： (1)当UGSoff<UGS<0时，uGS变化，曲线平移，iD与 uGS符合平方律关系， uGS对iD的控制能力很强